Energie Photovoltaïque: Technologies et applications M.Sc. M.Sc. Yassin Bouyraaman, Université de...

Energie

Photovoltaïque: Technologies et applications

M.Sc. M.Sc. Yassin Bouyraaman, Université de Paderborn, Alger, 15 novembre 2011www.nek.upb.deYassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Contexte du photovoltaïque

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Besoins énergétiques ne cesse a augmenter

Dominance d’utilisation des énergies conventionnelles

Changement climatique

- problèmes environnementaux (effet de serre)

- augmentation rapide du concentration de CO2

- dommages économiques causés par les catastrophes

naturelles (en 2005 : 230 Mrd. US$)

Energies renouvelables – la solution des problèmes

Transformation rapide du système énergétique

Création des marchés pour les nouvelles technologies

Intégration des énergies renouvelables dans le système

énergétique

Investissements dans le domaine des énergies renouvelables

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Investissements mondiales dans les ER

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Top 10 - des investisseurs dans les énergies renouvelables dans le monde

Mrd. US-$

www.forbes.com

Investissements dans le secteur les énergies renouvelables en Allemagne

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Source: Bundesregierung. BMU, DLR/ZSW, Stand : 3/2011

PV : 13 Mrd. €

Production d’électricité en Europe 2010

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

European Union: Sustainable Energy week Source: Statistisches Bundesamt , Status: 2009

Total3 374,2 TWh

Production d’électricité en Allemagne 2010

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

www. Unendlich-viel-energie.deSource: Statistisches Bundesamt , Status: 01/2011

nucléaire

gaz naturel

lignite

charbon

énergies renouvelables

photovoltaïque

hydro

biomasse

éolienne

autres

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Photovoltaïque en Allemagne

Pourquoi la promotion du photovoltaïque ?

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L’énergie produite est directement de l’électricité

Délai d’installation des parcs rapide

Application à toutes les échelles (Mini-grid, Off-grid et réseaux énergétiques)

Besoin en maintenance très limité

Les coûts de production des panneaux décroissent rapidement

Production de l’électricité même en présence d’une couverture nuageuse

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Développement du Marché de photovoltaïque en Allemagne

Source: Energieverbraucher.de, Stand : 6/2011

Puissance installée: ca. 18 MWp

Approvisionnement énergétique : 12 TWh

Emplois dans le secteur ER en Allemagne

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Croissance : ca. 129%

120000 dans le secteur ES

60000 employés dans le secteur PV

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Technologies du Photovoltaïque

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Source: Mercateo, M. Schnauss

Variété des cellules

Cellules monocristallines Cellules polycristallines Cellules couche mince Cellules organique Cellules colorées

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1ère génération

à base silicium cristallin Technologie rigide

En phase commerciale

Rendement entre 12 – 25%

Convenables pour les régions ensoleillées (Algérie par ex.)

Source: lesolar

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2ème génération

couche minces Moins cher car moins de matière première

En phase commerciale

Rendement entre 5% et 20%

Source: Outilssolaires , lesolar

Ci- amorphe

cdTe

CIGS

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3ème génération

Nouvelles technologiques Cellules Multi-jonctions, cellule à concentration

Rendement jusqu' à 40%

En phase d’industrialisation et commercialisation

Très cher

Source: ecourja, solarserver

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Rendement de certaines cellules

Silicium cristallin c-Si

Monocristallin

Polycristallin

<25%

<20%

Couche mince

Si - amorphe

CIS/CIGS

<10%

<20%

CdTe <16%

Si- nanocristallin <10%

Cellule Multi-jonction 40%

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Perspectives des technologies sur le marché européen

Source:EPIA

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Hauts standards de qualité Haute performance Haute fiabilité Basse tolérance Longue garantie

Variété des modules

Source: Simens, Laumanns,SunWare,directindustry

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Capacité de production élargies Automatisation Produits de haute qualité

Production novatrice

Source: Solar Fabrik, Q-Cells

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Applications du Photovoltaïque

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PV connecté au réseau électrique

Source: martin-pudlo-solar-technik

Grands systèmes posés au sol 100 kWp – 1MWp : 6% > 1 MWp : 17%

Photo: Voltwerk

immeubles collectifs, bâtiments publics & sociaux, fermes, bâtimentscommerciaux 10-100 kWp

Photo: Solarwatt Photo: Solarwatt59%

< 1%

petits systèmes - habitationsprivées 1-10 kWp

Photo: Schüco

23%

18%

Photo: Solarwatt

PV- intégré dans lesbâtiments Plus de 500.000 systèmes

photovoltaïques déjà installés

98% des systèmes sont connectés au réseau

Systèmes photovoltaïques à toutes échelles

Plus grand parc solaire photovoltaïque en Allemagne

Source: Photovoltaik.eu, Lausitzer Rundschau, Geosol

Puissance totale installée : 78 MWp Nombre de PV-modules : 330 000 Surface de 2000 000 m² La production totale d’électricité peut couvrir les

besoins de ca. 25.000 familles

Système de montage

Photo: Lausitzer Rundschau

Photo: PV-MagazinePhoto: Geosol

Systèmes photovoltaïques pour la mobilité

Source: M. Schnauss, Solon Herbert, Kopf, SunWare, Sunovation

Stations-services solaires Carports chargent des

véhicules électriques Chargement des Portables

Systèmes isolés pour les régions éloignées

Source: solar 23, worldpress.com, www.energeable.com

Mini-réseaux photovoltaïques Solar Home systems Electrification rurale Pompage de l'eau

Système photovoltaïque simple pour pompage de l’eau

Source: Prof. Krauter (PI insitut Berlin)

Module photovoltaïque Utilisation d'une pompe à eau avec un moteur á courant continu

Systèmes photovoltaïques : différentes technologies

Source: solar-tracking.fr, shsolar.es, krist-versicherungsmakler.de

Rendement supérieur de 30% (Système tracker) Hauteur plus importantes, d'où une utilisation des sols sous les

panneaux plus importante Technologie plutôt employée dans des régions très

ensoleillées pour compenser les coûts de production

Conseils pour augmenter le rendement des systèmes photovoltaïques - pour l'Algérie

Orientation et inclinaison du système PV par rapport à la position du Soleil – Position des modules au sud – inclination verticale optimale entre 25°– 35°

Mise en considération des coefficient de température lors de l`achat des panneaux photovoltaïques – Une perte de puissance de 10 – 15% à haute température – Utilisation des systèmes de refroidissements

La qualité des PV-Modules

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Perspectives d'avenir du solaire photovoltaïque

Stratégies de développement

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Amélioration des matériaux de cellules pour un bon rendement de conversion

Développement des cellules organique

Utilisation efficace de stockage électrique

Utilisation des onduleurs intelligents

Intégration des réseaux intelligentes – Smart Grid

Smart Home

Secteur d'énergie :1. Une intégration à 100% des énergies renouvelables dans le systèmes énergétique en 2050 est

réalisable2. La part d‘énergie dans le mix énergétique en 2020 en Allemagne: 5-10% en 2030 : 25-30%

Secteur économique:1. Investissements doivent atteindre 200 Mrd. € p.a. en 20202. Accès des nouveaux acteurs au marché énergétique

Offre d'emploi:1. Actuellement ca. 170000 employés (60000 dans PV), on prévoit 500000 (200000 dans PV)

en 2020

Secteur de l'environnement : réduction des émissions de CO2

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Résumé

Technologie:

1. Avancement de la technologie photovoltaïque (Amélioration des matériaux)

2. La production des modules PV a haute qualité (Control et certification)

3. La durée de vie des PV-module est (25 ans – 30 ans)

Secteur économique:

1. Les entreprises allemandes ont des projets de référence dans le monde entier

2. La fiabilité de la partenariat dans le secteur énergétique entre les deux pays

Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Dans quelle mesure l'Algérie peut profiter de l'Allemagne dans le domaine du photovoltaïque ?

Merci pour votre attention!

Yassin Bouyraaman

Tel. : +49 5251 60 – 2303Fax : +49 5251 60 – 3235

Email: yassin.bouyraaman@upb.deWeb: www.nek.upb.de